唯一跑过36节的5500T轻巡——川内级轻巡洋舰设计史(设计篇)
参考资料
HP『海軍砲術学校』公開史料
旧海軍艦艇『一般計画要領書』二等巡洋艦(原本)
平賀譲デジタルアーカイブ
CG1ヲ採用ス 5500Tons 多摩型線図〔線図の説明メモ〕(ID: 20590101)
〔巡洋艦兵装ニ関スル改良調査ノ件報告附図面 之一図:加古級、第二図:長良級、第三図:球磨級、第四図:木曽〕(ID: 22580201)
水雷関係要領〔水上発射管主要目・寸法他〕(ID: 21880501)
Arrangement of machinery(ID: 21240101)
アジア歴史資料センター
「川内、神通、阿武隈、那珂製造一件(1)」Ref.C08051364900
「川内、神通、阿武隈、那珂製造一件(2)」Ref.C08051365000
「大正10年5月20日 新艦起工予定及同造船所名の件」Ref.C11080338400
出版物
牧野茂・福井静夫編-海軍造船技術概要(今日の話題社1987年)
阿部安雄・戸高一成編-福井静夫著作集——軍艦七十五年回想記 第四巻 日本巡洋物語(光人社1992年)
福井静夫-日本の軍艦 —わが造艦技術の発達と艦艇の変遷—(出版協同社1959年)
永村清-造艦回想(出版協同社1957年)
石橋孝夫-[図解シップスデータ]日本帝国海軍全艦船1868-1945第2巻 巡洋艦(並木書房2018年)
森恒英-軍艦メカニズム図鑑 日本の巡洋艦(グランプリ出版1993年)
海軍水雷史刊行会-海軍水雷史(1979年)
防衛庁防衛研修所戦史室-戦史叢書第031巻 海軍軍戦備<1>昭和十六年十一月まで(朝雲新聞社1969年)
一、背景和预算
在一战结束后的1919年6月2日,加藤友三郎海军大臣向原内阁总理大臣提出关于充实海军军备的议案,再由内阁进行长期的审查和修正,将预算要求提交给1919年12月召开的第42届帝国议会。虽然已经得到了众议院的通过,但众议院本身由于选举法牵连而解散,预算也不了了之。
不过在这之后的1920年6月29日特别召开的第43届帝国议会上,再次提出了类似的1920~1927年度的8年预算要求,并得到了赞助,于1920年8月1日公布。这也就是八八舰队完成案。
在该计划中,包括4艘大巡和8艘中巡。在这8艘中巡中,可以肯定的是前4艘是本文的主角川内级,后4艘或许会采用新设计,将留待下一篇再做讲解。
作为1922年才开工的新巡洋舰,必然就会吸纳此前的众多经验,做一些适当的修改,以满足最新的思路。川内级正是如此,为了满足最新的燃料政策,以及在开工前召开的“球磨级巡洋舰舰型研究会”提出的改正意见,开始改进设计。
二、设计
1)初期设计
大概在确定八八舰队完成案后(约1920年前后),舰政本部开始了中巡的设计。对于马上开工的之一批中巡,仅进行了有限的修改。
在jacar文件「川内、神通、阿武隈、那珂製造一件(1)」(Ref.C08051364900)中,收录了田路坦在1921年3月17日起案的文件,其中的备注记录道:
(1)虽然在以往的轻巡洋舰(球磨级、长良级)上,有10座专烧锅炉和2座混烧锅炉,但鉴于重油见底的现状,将专烧锅炉设为8座,混烧锅炉设为4座,仅用煤炭下的更高航速和巡航航速分别设为14节和12.5节。
(2)将2座专烧锅炉改为混烧锅炉的结果是需要另外设置横断煤库,将重油库的一部分改为煤库,需要增设一座烟囱,因此需要改变炮和发射管的位置,仓库及居住发生一些变化,重量增加约25长吨,与最初的球磨级计划相比,增加约95长吨(根据发射管的增加、新设飞机起飞装置等),其排水量约为5595长吨。
由此,这次修改的主要内容是,根据最新的燃料政策,将2座小型专烧锅炉改为混烧锅炉,以缓解将来开战时的重油储备问题。
下面这张图出自jacar文件『公文備考』(「川内、神通、阿武隈、那珂製造一件(2)」Ref.C08051365000),标注为“大正10年度(1921年度)中型巡洋舰大体计划图”,设计番号C33。在这份文件中还给出了其要目。
C33第三批(括号内为球磨级对比)
排水量:5595长吨(5500长吨)
轴马力:90000马力(90000马力)
航速:35.25节(36节)
重油专烧锅炉数:8座(10座)
专烧出力:77000马力(83500马力)
混烧锅炉数:4座(2座)
混烧出力:13000马力(6500马力)
混烧更高航速:18节(12.5节)
混烧续航航速:15节(11.5节)
煤炭更高航速:14节(10节)
煤炭续航航速:12.5节(8节)
重油搭载量:1010长吨(1260长吨)
煤炭搭载量:570长吨(370长吨)
全续航距离:14节-5000海里(14节-5300海里)
煤炭续航距离:1200海里(925海里)
下面还备注道,根据排水量的增加,航速降低0.25节,但球磨级的公试更大航速35.52节(多摩号),所以1921年度巡洋舰的航速为35.25节。对此,海军军令部之一班(末次信正)于1921年5月11日回应:
高航速是巡洋舰巡洋舰任务上位居之一位的必要条件,同意本修改的条件是,航速确实只降低0.25节。
根据上面这张图,我们可以得知以下细节:
(1)舰艏:类似于英国的E级轻巡,已经初具后来双曲线艏的外观,这是根据此前使用勺型艏的驱逐舰和天龙级轻巡的实况总结出的经验。
(2)烟囱:锅炉的修改使得烟囱增加到4座。可能是参考英国设计,烟囱略微倾斜。
(3)舰桥:舰桥向后延伸至桅杆处,而且此时后舰桥还未拆除。舰桥前方的滑行台可旋转。
(4)火炮:主炮布局和球磨级一致,此时还未前移后部主炮。高炮被配置在一号烟囱两侧,而二号烟囱附近被小艇占据。
(5)鱼雷:后部鱼雷发射器 *** ,上方仅有尺寸有限的甲板延伸。
比较有意思的是,这张图纸记录垂线间长153.62m,和实际的5500T巡洋舰共通的152.4m不同。
另外对于滑行台,这里的“旋转”和木曾号不同。木曾号的旋转部分是设置在二号主炮上的,前后都有固定轨道,要旋转到指定角度后才能形成连续的轨道;而这张图纸上的旋转部分则设置在二号主炮后方的甲板上,相当于木曾号靠近舰桥的那部分滑行台可旋转。
这种滑行台的具体用法是,先将飞机运到旋转式滑行台上,然后滑行台向侧面旋转一定角度,飞机就朝着侧面起飞。当然,这些看似精巧的方式基本都华而不实,一点都不实用,还是固定式滑行台这种简易保守的方式最实用。
2)研究会的修改
在此前经常提及的1921年11月10~12日“球磨级巡洋舰舰型研究会”上,对还未开工的川内级提出以下修改意见:
(1)限制二号炮的旋转角度,缓解对飞机和其他部分的爆风影响。
(2)为了缓解六、七号炮对水雷的爆风,限制俯角。
(3)将三、四号炮稍稍前移,以免爆风对配置在其后方的高炮的影响,将位于后方的短艇放置在高炮前方。
(4)后方七号炮在高速航行时振动太大,无法使用,因此取消后舰桥,将七号炮移动到此处,后桅移动到五、六号炮中间。
(5)为了排除五号炮对后部发射管及其附近的爆风影响,新增覆盖发射管顶部的甲板。
(6)舰桥甲板向后扩展,在射击测距仪和发射测距仪中间设置一个区域,前方为航海及夜战用射击指挥所,后方为发射指挥所,扩展下部甲板为信号所。
(7)五、六号炮之间设置互相的防爆风装置。
(8)76mm高炮装填训练炮改为简易式。
在研究会的文件中,包括一张加古级(即我们所熟知的川内级)的俯视图:
由这张图我们可以得知,当时为了减小主炮对滑行台的影响,将限制二号主炮的后部射界;为了减小对水雷的影响,将六号主炮限制在最小4°仰角,七号主炮限制在最小5°仰角。此外,由于推进器导致的振动过大,将后部舰桥拆除,七号主炮前移,后桅从原本的六、七号主炮之间移动到五号主炮的后方,预计在后桅处设置防爆风结构。
另外,将高炮向后移动到二号烟囱侧面,原本位置的小艇前移到艏楼尾部(相当于一号烟囱侧面)。为了隔绝爆风,在后部鱼雷发射器顶部设置甲板。
3)修改完成
最终完成时,又在研究会的基础上实施了其他的修改。其中最明显的,莫过于将此前提到的不实用的旋转式滑行台改为了固定式。在舰艏上,不知道是不是因为时间仓促,没有时间绘制新的型线图,新式舰艏并没有运用在最初建造的川内级上,只有后来因为关东大地震导致船体完全损毁、之后重新开工建造的那珂号采用了。
相比此前的长良级,有以下改进点:
1)从燃料政策上看,增加了混烧锅炉。另外在专烧锅炉上,也放弃了大小锅炉混用的配置,只留下8座大型锅炉。
这样的结果是锅炉舱的分舱被修改,在之一、二号锅炉舱中分别搭载2座混烧锅炉,第三、四号锅炉舱分别搭载4座专烧锅炉,烟囱变为4座。煤库也设置在第二、三号锅炉舱之间。
2)为了减小140mm炮的爆风对发射管的影响,将前部的一、二号发射管位置后移,置于一、二号烟囱之间。
3)七号炮的位置前移,同时变更后桅位置。
川内级轻巡洋舰(C33第三批)
设计参数
排水量:标准排水量5195长吨,常备排水量5595长吨
长:全长162.154m(那珂号162.458m),常备水线长158.534m,垂线间长152.4m
更大宽:14.173m
型深:8.852m
常备平均吃水:4.801m
干舷:?
锅炉:8座吕号舰本式专烧锅炉,4座同型混烧锅炉
蒸汽轮机:4座高压冲动低压反动帕森斯式全齿轮蒸汽轮机(神通号以外)/4座布朗-柯蒂斯式高低压冲动式全齿轮蒸汽轮机(神通号)
出力:90000马力
航速:35.25节
燃料搭载量:重油1050公吨,煤炭580公吨(满载状态)
续航力:14节-5000海里
武备:7门三年式50倍140mm主炮,2门三年式40倍76mm高炮,2挺刘易斯7.7mm机枪,4座双联装八年式610mm
装甲:主装-弹药库25mmHT/动力舱25mmHT 38mmHT,上甲板水平28mmHT,炮盾38mmHT,舵机室-侧舷25mmHT/甲板28mmHT
乘员数:452人
1925年,刚服役不久的神通号
实测(川内号新造完成实施的重心查定实验)
排水量:常备排水量5771.342长吨,满载排水量7256.378长吨,轻荷排水量5093.546长吨
长:全长162.154m,垂线间长152.4m
宽:14.173m
型深:8.799m
吃水:(常备)前部4.249m,后部5.511m,平均4.88m/(满载)前部5.789m,后部6.711m,平均5.836m/(轻荷)前部3.409m,后部5.461m,平均4.434m
常备干舷:舰艏7.62m,中央4.034m,舰艉4.267m